5052H32铝板的连铸连轧生产加工工艺

连铸连轧即通过连续铸造机将铝熔体铸造成一定厚度或一定截面积的铸坯，再进入后续的单机架或多机架热板带轧机，从而直接轧制成供冷轧用的板、带坯及其他成品 。 连铸连轧工艺相对于传统直冷铸锭热轧工艺，省去了的锯头铣面，铸锭预热均匀化等工序，大大减少了能源的消耗，真正做到节能、减排，有利于可持续发展，具有很强的竞争优势 [2] 。 但有可能出现连续铸坯的表面质量和成分偏析等问题，影响到其最终热轧产品的性能，因此有必要对 5052 合金连铸连轧的产品性能进行研究。

1 用5052铝板进行实验

1.1 试验材料

采用5052 连铸连轧 5.0 mm 左右的铝板进行试验，来确定连铸连轧 5052H32 板材的生产工艺 。 连铸连铸铝卷的生产工艺流程为：熔炼-连铸连轧-冷轧-中间退火-冷轧- 稳定化退火 - 性能检测。

1.2 实验方案

将坯料厚度为 5.0 mm 左右的铝板轧制至毛坯料厚度。将毛坯料中间退火后，轧制到成品厚度 1.5mm 。 轧制到毛坯厚度时，需给成品厚度 1.5 mm 的板材预先留下不同的冷变形量 （ 20% 、 30% 、 40% 、50% ）。 根据计算，轧制毛坯料的厚度分别为 1.88 、2.14 、 2.50 、 3.00 mm 。并将不同变形量的成品厚度板材进行稳定化退火试验，退火温度可选择 160 、 180 、200 、 220 ℃ ，用退火炉加热，达到所指定温度后，均保温2h， 检测力学性能。

2 试验结果及分析

2.1 加工硬化

对冷轧过程中的不同变形量进行取样， 检测力学性能，绘制冷轧加工硬化曲线如图1，随着加工率的增加，抗拉强度和屈服强度增加，而伸长率则降低。这是由于冷变形程度越大，晶格畸变越严重，位错密度越大，材料加工硬化率越高所至 。 这跟传统的直冷铸锭热轧工艺生产提供冷轧坯料的变化趋势一致。

2.2 O 态力学性能

将标准试样在 280、300 、320 、330、340、360 ℃ 的温度下，保温2h，检测力学性能，确定连铸连轧卷 O态时的金属温度， 即连铸连轧铝卷的再结晶终了温度。 力学性能与温度的关系如图 2。

从图可以看出，随着退火温度的升高，抗拉强度和屈服强度随之下降，而伸长率则升高。这是由于板材内部的组织发生了回复和再结晶， 当退火温度达到330℃ ，再结晶过程完成，抗拉强度和屈服强度基本保持不变，随着退火温度的提高，伸长率稍有提升。 由此可知，连铸连轧的再结晶终了温度为 330℃ ， 这比传统直冷铸锭热轧工艺生产提供坯料的5052 合金再结晶终了温度高了 40~50 ℃ ，这可能与连铸连轧内部金相组织有关。连铸连轧 5052 冷轧板中第二相明显地沿轧制方向分布，偏光金相组织沿轧制方向拉长，显微组织明显为轧制应力强化态，但更多地保留了冷作硬化态组织。

2.3 中间退火后力学性能变化

为了摸索出 5052H12 所需的变形量，将退火到O 态的板材轧制不同的变形量 （ 10% 、 15% 、 20% 、25% 、 30% 、 40% 、 50% 、 60% 和 70% ），检测力学性能。加工率达到 20% 以上才能满足国标中 5052H12 的力学性能范围要求。 但 5052 变形铝 合 金 在 室 温 下 放 置 时 会 因 合 金 组 织 中 β 相(Mg 2 Al 3 ) 晶界网状析出而发生时效软化，导致力学性能下降，因而需要对该合金进行稳定化退火处理 。

2.4 稳定化退火处理

将不同变形量（加工率为 20%~50% ）的试样在160～220 ℃ 的温度下， 加热保温 2 h ， 检测力学性能，，加工率 20% ，温度为 160~180 ℃ 时； 加工率 30%~40% ，温度为60~220 ℃；加工率 50% ，温度为 200~220 ℃ 时，保温 2 h ，均能达到力学性能要求。 但综合考虑各个因素对 5052 板材力学性能的影响，以及考虑工厂实际生产状况、成本等因素，确定连铸连轧5052H32的冷轧工艺参数为： 加工率 20%, 稳定化退火温度160 ℃，保温2 h 。 实际生产时，可以适当提高 Mg元素含量，提高板材的力学性能，更好的满足各类客户的需求。

3 结论

（ 1 ） 连铸连轧铝卷再结晶终了温度为 330℃ 。

（ 2 ） 连铸连轧 5052 H32 的生产工艺参数：变形加工率20%，稳定化退火160 ℃ ，保温2 h 。

（ 3 ） 适当提高 Mg 元素的含量， 可通过连铸连轧坯料来满足 5052 H32 板材的各类客户要求。